Методика геохимического картирования в районах развития метасоматически измененных пород

При проведении геохимического картирования выделяются следующие этапы исследований: 1) предполевой период, 2) полевые работы, 3) лабораторные исследования, 4) статистическая обработка данных с помощью ЭВМ, 5) построение карт.

Предполевой период. Производится сбор и изучение всех имеющихся геологических, геофизических, геохимических и металлогенических данных. На основе этой информации составляются планы проведения полевых работ и намечаются геохимические совокупности горных пород. В геохимическую совокупность объединяются близкие по составу породы одной геологической формации, подверженные однотипным гидротермально-метасоматичееким и гипергенным изменениям, обнажающиеся в пределах одной геологической структуры. Опыт работ показывает, что на одном планшете государственной разграфки в среднем выделяется от 50 до 400 геохимических совокупностей.

Полевые работы. Геохимическое картирование с целью составления полиэлементной геохимической карты проводится, как правило, одновременно с геологической съемкой. Возможно также проведение самостоятельных геолого-геохимических или поисково-геохимических маршрутов на готовой геологической основе.

Пробы отбираются по нерегулярной сети. В зависимости от масштаба геохимических карт находятся и размеры сети опробования. В среднем можно ориентироваться на сеть 0,5х1 см в масштабе карты. Среди полей развития монотонных слабо измененных горных пород сеть разрежается до 1x2 см, а в районах сложного геологического строения или широкого развития гидротермально измененных пород сгущается до 0,1х0,5 см. Допускается более густая сеть опробования на участках развития рудной или сопутствующей минерализации, в зонах тектонических нарушении, в приконтактовых зонах и т. д. Рекомендуется проводить отбор в пределах одного обнажения проб неизмененной и метасоматически измененной породы для получения информации о процессах перераспределения элементов. В некоторых случаях приходится проводить дополнительные геохимические профили, чтобы получить достаточное для статистической обработки количество проб (из расчета 30—50 проб для геохимической совокупности).

В соответствии с рекомендациями Ф.Л. Думлера, подтвержденными специальными исследованиями, опробование проводится штуфным способом. Масса пробы составляет 100—200 г для средне-мелкозернистых пород и 300—400 г — для крупнозернистых.

Опробование сопровождается стандартной геологической документацией. Особое внимание уделяется изучению процессов изменения горных пород. Каждая проба обязательно сопровождается образцом и шлифом.

Дробление проб проводится механическим способом. Перед дроблением пробы разделяются на несколько типов (основные, кислые магматические породы, терригенные породы, известняки, измененные породы, оруденелые породы, руда) с целью исключения их возможного взаимного заражения. Часть пробы массой 50—100 г истирается до аналитического порошка, а остатки пробы (фракция размером до 1 мм) сохраняются в качестве дубликата для последующих более детальных минералого-геохимических исследований.

Лабораторные исследования. Все пробы подвергаются приближенно-количественному спектральному анализу на 40 элементов. Особое внимание следует обращать на точность анализа. По мнению Г.А. Шейниной, при изучении природных закономерностей следует пользоваться таким методом анализа, «ошибка которого меньше или хотя бы приблизительно равна стандартному отклонению изучаемой величины» природного распределения. Коэффициенты вариации содержаний элементов в геохимических совокупностях составляют 30—60 %, поэтому среднеквадратическая ошибка спектрального анализа не должна превышать 30 %.

Для уменьшения лабораторных ошибок анализа предлагаются следующие приемы. Ошибки, связанные с вариациями состава пород, уменьшаются путем объединения в один лабораторный заказ проб, имеющий близкий состав, т. е. сохраняется разделение пород на несколько типов, которое проводилось перед дроблением. Межлабораторные ошибки можно полностью исключить, для этого все пробы анализируются в одной лаборатории по одной и той же методике и, по возможности, одним и тем же аналитиком. Временный дрейф исключается введением в лабораторный заказ контрольных стандартных проб с известными содержаниями элементов; в дальнейшем проводится исключение систематических ошибок пересчетом результатов анализов. Перспективным представляется использование методик, при которых производится одновременное сжигание анализируемой пробы и пробы-эталона. При специализированном геохимическом картировании во всех или части проб количественными методами определяется содержание главнейших рудных и индикаторных элементов. Выборочно проводится полный силикатный анализ.

Статистические методы обработки геохимических данных. Эти воросы в достаточной степени рассмотрены во многих работах, поэтому ниже не обсуждаются стандартные приемы математической обработки геохимических данных: расчет статистических параметров распределения, проверка гипотез о функциях распределения, определение доверительных интервалов, оценка аномальных значений, проверка однородности выборки, изучение связи между количественными и качественными признаками с помощью критерия X2 и других методов непараметрической статистики, расчет коэффициентов корреляции и т. д.

Наиболее важные — это вопросы использования статистических методов изучения полиэлементных геохимических ассоциаций: корреляционного анализа, метода ветвящихся связей, метода главных компонент в прямой и обратной постановках, методов расчета геохимических параметров ПГА и коэффициентов дисперсности.

Корреляционный анализ заключается в расчете парных коэффициентов корреляции между всеми химическими элементами. Получаемая при этом корреляционная матрица является основой для изучения ПГА.

В последние годы широкое развитие получил метод многократной корреляции, который позволяет изучаемые химические элементы располагать в ряд таким образом, что соседние члены этого ряда имеют сильные положительные корреляционные зависимости, а крайние члены ряда являются антагонистами и характеризуются наибольшими отрицательными коэффициентами корреляции.

Метод ветвящихся связей служит для графического отображения структуры корреляционной матрицы. При этом все химические элементы располагаются на плоскости по принципу: чем сильнее связь, тем ближе они расположены. Положительные корреляционные связи показываются линиями определенной толщины, зависящей от величины коэффициента корреляции. На схемах ветвящихся связей отчетливо выделяются ПГА и антагонистические им группы элементов.

Метод главных компонент факторного анализа сводится, как уже отмечалось, к замене вектора зависимых случайных величин X или химических элементов размерности т вектором независимых случайных величин или факторов Z размерности r